CN1292890A - 制造光活性化合物以及由其制造光刻胶的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供用固体碱性催化剂,优选为阴离子交换树脂以制造高纯度光活性酯化合物的方法。本发明还提供制造包括这种光活性化合物、成膜树脂和溶剂组合物并使之成象的方法。

Description

制造光活性化合物以及由其制造光刻胶的方法
光刻胶是在其曝光于光化辐射，如紫外线、电子或离子束、激光或X-射线后在显影剂溶液中可以改变溶解度的材料。光刻胶组合物包括光活性化合物、成膜聚合物树脂和溶剂。光刻胶组合物涂于要成图案的底材，然后加热将溶剂除去，使得光刻胶成为覆盖在底材的薄膜。光刻胶经辐射的结果，在光刻胶的曝光的和未曝光(掩模)的部分之间有不同的溶解度，经显影后表面产生浮雕的图案。在曝光区更易溶于显影溶液的光刻胶称为“正性”光刻胶。在曝光区不易溶于显影溶液的光刻胶称为“负性”光刻胶。本发明讨论适用于光刻胶组合物的一类光活性化合物。
正性光刻胶薄膜包括可溶于碱水溶液的树脂，如酚醛清漆树脂或聚羟基苯乙烯，以及光活性化合物。对熟悉该领域的人员都知道制造正性光刻胶组合物，如在美国专利3,666,473、4,115,128和4,173,470中讨论的。这些包括不溶于水的而溶于碱水溶液的酚醛清漆树脂以及光敏材料，后者一般为取代的二氮萘醌化合物。将树脂和光活性化合物通过如旋涂、喷涂或其它适宜的方法由有机溶剂或溶剂混合物涂于底材，如硅晶片或涂铬的玻璃板上。用于处理正光刻胶的显影剂是碱水溶液，如硅酸钠、氢氧化钾、四甲基氢氧化铵和氢氧化铵。显影剂将已经曝光或曝露于其它形式的射线的涂有光刻胶的区域除去，从而在光刻胶薄膜上产生浮雕图案。
将光刻胶薄膜施于各种底材是制造集成电路的不可缺少的步骤。底材一般是有氧化物薄涂层或其它涂层如氮化硅或铝的硅晶片。光敏薄膜用于以一系列步骤，包括曝光(经掩模图案)、显影在光刻胶层和底材产生浮雕图案，每步将此图案转移至底材。必要的是掩模图案必须精确地重现在底材刻蚀图案。为达到高度精确，掩模图案必须由光刻胶层分辨。在商业实践中重要的光刻胶组合物的性质，包括其摄影速度、反差、分辨率(边缘锐度)、加工时图象的热稳定性、加工宽容度、线宽控制、清洗显影和未曝光薄膜的损失。
光刻胶不仅其性能是重要的，其质量、纯度和稠度也是重要的。在制造集成电路时，可溶的和不溶的杂质都会导致产量损失。这些杂质有的是来自光活性化合物的合成。光活性化合物的合成一般由含羟基化合物和含酰卤之间酯化反应完成，要求碱性成分推动酯化反应。在该领域众所周知的是利用可溶的有机胺，如1,4-二氮杂双环[2,2,2]辛烷、N-甲基吗啉、三乙胺或二乙醇胺在溶剂存在下推动酚醛和重氮萘醌磺酰氯之间的反应。为了达到高分辨率光刻胶所要求的高度的酯化，使用大于等摩尔量的胺。这些胺形成盐，最常形成难于除去的氯化物盐并导致形成在光刻胶中形成不溶的粒子。本专利公开了制造光活性化合物的方法，这方法不要求使用可溶的有机胺，从而得到的光刻胶杂质很少，特别是氯化物。
本发明提供了制造高纯度的光活性酯化合物的方法，此法是在固体碱催化剂存在下和在溶剂介质中使含至少一个羟基的化合物同含至少一个酰卤基团的化合物反应。固体碱催化剂可以是阴离子交换树脂。在一个优选的实施方案中，在反应混合物中，加入相当于酰卤浓度的低于等摩尔量的可溶性有机胺，优选低于0.3当量的胺，更优选为低于0.2当量的胺。本发明的制造的光活性化合物中的氯化物杂质的浓度优选低于100ppm，更优选为低于50ppm，尤为优选为低于25ppm，最优选为低于10ppm。光活性化合物优选是由多羟基酚化合物和重氮萘醌磺酰氯之间的反应生成。
本发明还涉及制造包括成膜树脂、溶剂和高纯度光活性化合物的光敏组合物的方法，高纯度光活性化合物是由含至少一个羟基的化合物同含至少一个酰卤基团的化合物在固体碱催化剂存在下和在溶剂介质中反应制造的。本发明还涉及用这种光敏组合物在底材上形成图象的方法。
本发明还涉及制造包括成膜树脂、由含至少一个羟基的化合物同含至少一个酰卤基团的化合物在固体碱催化剂存在下和在溶剂介质中反应生成的光活性酯化合物的光敏组合物以及进一步成象的方法。如果需要高转化率，在反应混合物中可以存在浓度低于0.3当量浓度的其它的可溶性有机胺。
光敏组合物一般包括可溶于碱的成膜树脂、光活性化合物和溶剂。在光敏组合物中所用的树脂可以是酚醛清漆聚合物或聚羟基苯乙烯聚合物。酚醛清漆树脂已用在光刻胶制造领域得到普遍使用，例如在1979年New York的Springer Verlag出版的Knop A.and Scheib的“酚醛树脂的化学和应用”(Chemistry and Application of Phennolic Resins)第四章。相似地，对熟悉该领域的人员所熟知的光活性化合物，如o-二氮醌，参见在New York的John Wiley&Sons1965年出版的Kosar,J.的“光敏系统”(Light Sensitive System)第7.4章。一般来说，正性光刻胶所用的光敏二氮化物是由含羟基的化合物(称作压载化合物)同2,1-重氮萘醌磺酰氯反应得到的。这些压载化合物在该领域是熟知的，其实例公开于美国专利4,588,670、4,853,315、5,501,936、5,532,107和5,541,033中，这些专利在此引为参考。羟基化合物和2,1-重氮萘醌磺酰氯之间的酯化反应要求碱推动。为了避免在光活性化合物中的金属杂质，最近用有机胺代替金属碳酸盐作为碱催化酯化反应。该领域公开了使用溶于有机溶剂的胺，如1,4-二氮杂双环[2,2,2]辛烷、N-甲基吗啉、三乙胺和二乙醇胺。但是已经发现，显著量的，即非催化量的胺需要用在反应中。尽管申请人不希望受到理论的限制，但椐认为，胺同酯化反应产生的氯化物反应生成氯化物盐，因此胺被消耗，并且能不再生用作催化剂。因此，当含羟基的化合物同含酰氯的化合物反应时，必须使用等摩尔量的胺。然而当需要高度酯化时，即一般大于60％的羟基同2,1-重氮萘醌磺酰氯反应时，则在光刻胶薄膜中生成相当量的氨基氯化物并导致不可接受的高水平的氯化物杂质。常常需要较高酯化度的光活性化合物，因为这种化合物能得到高分辨率的光刻胶。生成的盐必须从反应产物中除去，因为这些盐能在光刻胶薄膜中引起沾污问题。这些盐一般用水溶液洗光活性化合物就可以除去，常常需要重复洗以降低盐的浓度。尽管有这些洗涤，氯化物含量不能降低到该行业所要求的在光刻胶薄膜中低于100ppm，优选低于50ppm，更优选低于10ppm的水平。残余的游离胺也能阻碍光刻胶中光活性的光解。因此，迫切需要从光活性化合物的合成中降低或消除可溶性有机胺。
本发明公开了一种酯化形成光活性酯化合物的方法，其中用固体碱性树脂，例如不能溶解于反应介质中的阴离子交换树脂作为不溶性的碱以催化含羟基化合物和含酰卤化合物之间反应。固体碱性树脂提供了催化酯化反应的碱位置，而且，已经发现，当使用固体催化剂时氯化物含量也降低。一旦反应完成，除去固体树脂，优选通过过滤，几乎所有的卤化物可以从光活性化合物中除去。这样，本发明讨论了用阴离子交换树脂既提供推动酯化反应的碱性反应位置，也提供降低在光活性化合物中污染的方法。这就产生了既能合成光活性化合物又能在酯化产物中除去可能的污染源的成本效益方法。
在本发明另一实施方案中，将少量溶于反应的有机溶剂组合物中的有机胺和固体碱性催化剂(例如阴离子交换树脂)的混合物加入到反应溶液中。这些有机胺不限于1,4-二氮杂双环[2,2,2]辛烷、N-甲基吗啉、三乙胺或二乙醇胺。这种新方法可达到高度酯化而又不会生成过量胺盐。胺可以以相对于酰氯官能团低于0.3当量，优选低于0.2当量的浓度使用。固体碱的用量取决于反应物的组成、溶剂类型以及酯化程度。
本发明的光活性化合物的制造是采用羟基化合物同重氮化合物的酯化方法。压载化合物可含一个或多个羟基，优选这些羟基连接于苯基部分，当然，连接于脂族部分的也属于本发明的范围。这些化合物的实例不限于2,3,4-三羟基二苯酮、2,3,4,4’-四羟基二苯酮、苯枯基酮、三羟基苯基链烷、取代的酚和甲醛的低聚物、4,8-二羟基甲基三环(5,2,1,0)癸烷以及在该领域其它已知的化合物。
常用的是2,1-重氮萘醌磺酰氯，也可以使用其特别的实例2,1,5-重氮萘醌磺酰氯、2,1,4-重氮萘醌磺酰氯、2,1,6-重氮萘醌磺酰氯以及这些的混合物。其它重氮酰氯也可以使用,如在1997年3月7日提出申请的美国专利系列号08/813,167和1997年3月7日提出申请的08/812,542中所讨论的那些化合物，这些专利在此引为参考。其中的实例是3，重氮2,4-喹啉磺酰氯和3，重氮4-氧香豆素磺酰氯等。
通过2,1-重氮萘醌酸和至少含一个酰卤的压载化合物的反应生成光活性酯化合物也属于本发明的范围。这种酯化反应可以在溶剂介质中和在前面讨论的固体碱性催化剂存在下，任选同低于0.3当量的可溶的有机胺进行。
酯化反应在有机溶剂介质中进行。可以使用的溶剂是能溶解反应物、有机胺和其它成分(除固体离子交换树脂外)的溶剂。这些溶剂的实例是但不限于丁内酯、丙酮、丙二醇单甲醚、二噁烷、四氢呋喃或它们的混合物。
固体碱性催化剂的实例是可以从市场购得的阴离子交换树脂，如Amberlyst21或Amberlyst26。这些树脂应足够纯，使杂质、大的离子不能进入反应混合物中。有时，需要经过几次水溶液和/或溶剂洗涤步骤处理离子交换树脂以除去几乎所有的杂质。此种离子交换树脂可以用现有技术中讨论的方法处理，例如美国专利5,543,263和美国专利系列号294,453中讨论的方法，这些专利在此引为参考。此种固体树脂加入量应足以有效催化该反应和除去卤化物，优选为酰卤浓度的1-3倍，更优选为酰卤浓度的1-2倍。而且，已经发现，与不用固体阴离子催化剂的情况相比，使用固体阴离子催化剂降低了离子杂质。
调节反应条件，如温度、时间和成分的浓度以得到所要求的酯化度和纯度的光活性产物。温度一般保持在低于45℃，优选低于30℃。酯化反应完成后，将固体催化剂滤出，将酯化产物洗涤、在真空下优选在35-40℃干燥。在除去固体催化剂后，或以溶剂可溶的酸如冰醋酸或以固体阳离子交换树脂如Amberlyst15的形式任选可以加入酸，以急冷反应。用固体阳离子交换树脂处理还有一个好处是，以后可以用简单的过滤方法完全除去。
一旦光活性酯生成，可以用任何已知的方法分离，如从冷的甲醇水溶液中沉淀。光活性酯还可以用水进一步洗涤并干燥，得到可以用于配制光刻胶的高纯度的光活性化合物。
本发明的新的光敏组合物可以通过形成成膜树脂、由本发明方法讨论的方法制造的高纯度光活性化合物以及光刻胶溶剂组合物的混合物配制而成。成膜树脂可以是酚醛清漆树脂、聚羟基苯乙烯以及在该领域熟知的其它树脂。
光敏组合物的适宜的溶剂可以包括丙二醇单烷基醚、丙二醇烷基(例如甲基)醚醋酸酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乳酸乙酯、3-乙氧基丙酸乙酯和乳酸乙酯的混合物、2-庚酮、3-甲氧基-3-甲基-丁醇、醋酸丁酯、苯甲醚、二甲苯、二甘醇二甲醚、乙二醇单乙醚醋酸酯或它们的混合物。优选的溶剂是丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)、乳酸乙酯、2-庚酮、苯甲醚、3-乙氧基丙酸乙酯(EEP)和3-甲氧基-3-甲基丁醇。
在此优选的实施方案中，光刻胶组合物的固体部分，酚醛清漆树脂和重氮萘醌，其中树脂优选占固体光刻胶成分的15％-约99％重量，重氮萘醌占约1％-85％重量。树脂更优选占约50％-90％重量，最优选为约65％-85％重量。重氮萘醌更优选的范围为约10％-50％重量，最优选为约15％-35％。在制造光刻胶组合物中，将树脂和重氮萘醌同溶剂混合，使溶剂混合物占光刻胶组合物总重量的约40％-约90％。更优选范围是由约60％-83％重量，最优选为约65％-73％重量。
在将溶剂涂于底材前，在树脂、光活性化合物和溶剂系统的溶液中可以加入添加剂如着色剂、非光化染料、抗条纹剂、增塑剂、粘合增进剂、涂布助剂、增速剂和表面活性剂。
制备的光刻胶溶液可以用任何用于光刻胶技术的传统方法(包括浸涂、喷涂、涡转和旋涂)涂于底材上。例如，当旋涂时，可以调节光刻胶溶液的固体百分含量，在所用的旋涂设备类型和旋涂所允许的时间下以得到所要求的厚度的涂层。适宜的底材包括硅、铝、聚合物树脂、二氧化硅、掺杂的二氧化硅、氮化硅、钽、铜、多晶硅、陶瓷、铝/铜混合物、砷化镓和其它的Ⅲ/Ⅴ族化合物。
用所讨论的方法制造的光刻胶涂料特别适用于涂布涂有热生长的硅/二氧化硅晶片，如用于制造微处理器和其它的微型化的集成电路元件，也可以使用铝/氧化铝晶片。底材还可以包括各种聚合物树脂，特别是透明聚合物如聚酯。底材可以有适宜的组成粘合促进层。如含六烷基二硅烷基胺的组成。
然后将光刻胶组合物溶液涂于底材，在温度约70-110℃在热板上处理底材约30秒-180秒或在对流炉处理底材约15-90分钟。选择处理温度以降低在光刻胶中残留的溶剂的浓度，同时又不会引起光敏剂的明显的热降解。总之，人们希望将溶剂的浓度降至最低和这种第一次热处理进行到几乎所有的溶剂蒸发以及光刻胶的薄涂层保持在底材上约厚度1微米。在优选的实施方案中，温度范围约为85℃-95℃。处理进行到溶剂除去的变化率达到微不足道。选择的温度和时间取决于用户所要求的光刻胶的性质以及所用的设备和大规模生产要求的涂布时间。然后将涂布的底材可以使用适宜的掩模、负片、镂花模板、模板等生产的任何所要求的图案曝露于光化射线，例如紫外辐射、波长约300毫微米-450毫微米的光、X射线、电子束、离子束或激光。
然后或在显影前或显影后光刻胶任选进行后曝光第二次烘烤或热处理。加热温度可以由约90℃-120℃，更优选为约100℃-110℃，加热可以进行约30秒-2分钟，更优选为在热板上约60秒-90秒或在对流炉中约30-45分钟。
将曝光后的涂光刻胶的底材浸于碱性显影溶液中显影或由喷雾显影方法显影以除去图象曝光区域。溶液优选加以搅拌，例如用氮气泡搅拌。将底材保持显影剂中直到所有或基本上所有光刻胶涂层从曝光区域溶解。显影剂可以包括氢氧化铵或碱金属氢氧化物的水溶液。一种优选的氢氧化物是四甲基氢氧化铵。从显影溶液取出涂布的晶片后，可以进行任选的后显影热处理或烘烤以增加涂层的粘合力以及对蚀刻溶液和其它物质的抗性。后显影热处理可以包括在低于涂层的软化点下的涂层和底材的炉烘烤。在工业应用中，特别是在硅/二氧化硅型底材上制造微电路的装置中，显影的底材可以用缓冲的氢氟酸为主的蚀刻溶液处理。本发明的光刻胶组合是抗酸-碱蚀刻溶液并能为未曝光的底材的光刻胶涂布区域提供有效的保护。
下面的具体实施例将对生产和利用本发明的组合物的方法进行详细的说明。但是这些实施例不是用来限制本发明的范围，不应该看作为实践本发明所必须利用的条件、参数和数值。
实施例
Amberlyst21的清洗
将阴离子交换树脂Amberlyst21浸泡2小时并将去离子水经过Amberlyst21柱进行清洗直到流出液是干净的，接着用10％氢氧化铵通过并漂洗直到流出柱的去离子水成为中性。将洗过的Amberlyst21干燥用于下面的实施例。
Amberlyst15的清洗
将收到的Amberlyst15珠(100毫升)在500毫升去离子(DI)水中浸泡2小时。2小时后将珠放在玻璃柱中。将去离子水流经玻璃柱直到流出液干净。6床体积的10％(电子级)盐酸流经柱，每床体积滞留时间10分钟。最后将大量的去离子水流经柱直到进入柱的水的导电度和流出液的导电度相同。这时，认为珠可以使用并干燥。
实施例1
三-(4-羟基苯基)乙烷(THPE)(13.5克，0.044摩尔)、2,1,4-重氮萘醌磺酰氯(14.9克，0.055摩尔)、2,1,5-重氮萘醌磺酰氯(20.3克，0.075摩尔)、γ-丁内酯(200毫升)和丙酮(100毫升)的混合物在25℃轻轻搅拌直到约90％的原料成为溶液。经15分钟在此混合物中加入1,4-二氮杂双环(2,2,2)辛烷(Dabco)(2克，0.018摩尔和0.14当量的酰氯)、γ-丁内酯(60毫升)和丙酮(30毫升)的溶液．然后经1小时加入干净的Amberlyst21树脂(65克)同时保持反应温度低于30℃。将反应混合物搅拌1小时。然后将Amberlyst21树脂过滤。加入冰醋酸(2毫升)并搅拌1小时。将最后的溶液过滤并加到保持在15-20℃并在搅拌的去离子水(800毫升)和甲醇(200毫升)的混合物中。将淤浆搅拌30分钟并过滤。产物经干燥并用去离子水洗直到洗液的导电度低于1微西门子(μS)。将化合物在35-40℃的真空炉中干燥直到水含量低于1％。酯化度，即同氯化物反应生成酯的羟基的量，通过高压液体色谱测定是85％，通过硝酸银试验测定的氯化物总量是低于10ppm。
实施例2(对比)
三-(4-羟基苯基)乙烷(THPE)(6.2公斤，20.2摩尔)、2,1,4-重氮萘醌磺酰氯(36.8公斤，25.2摩尔)、2,l,5-重氮萘醌磺酰氯(10.1公斤，37.5摩尔)、γ-丁内酯(27.1升)和丙酮(13.7升)的混合物在25℃轻轻搅拌直到约90％的原料成为溶液。经30-40分钟在此混合物中加入1,4-二氮杂双环(2,2,2)辛烷(Dabco)(7.4公斤，66.1摩尔)、γ-丁内酯(24.3升)和丙酮(12.1升)的溶液。将混合物搅拌1小时并保持反应温度在30℃。将最后溶液过滤。加入冰醋酸(3.2公斤)并搅拌1小时。将酸化的溶液过滤。将此溶液加到保持在15-20℃并在搅拌的去离子水(756升)和甲醇(81升)的混合物中。将淤浆搅拌30分钟并过滤。产物经干燥并用去离子水洗直到洗液的导电度位于3-5微西门子。将化合物在35-40℃的真空炉中干燥直到水含量低于1％。通过高压液体色谱测定的酯化度是99％，通过硝酸银试验测定的氯化物总量是170ppm。
实施例3
三-(4-羟基苯基)乙烷(THPE)(13.5克，0.044摩尔)、2,1,4-重氮萘醌磺酰氯(14.9克，0.055摩尔)、2,1,5-重氮萘醌磺酰氯(20.3克，0.075摩尔)、γ-丁内酯(90毫升)和丙酮(45毫升)的混合物在25℃轻轻搅拌直到约90％的原料成为溶液。将洗过的Amberlyst21树脂(65克)经1小时加入，同时保持反应温度低于30℃。将反应混合物搅拌1小时，滤出Amberlyst21树脂。加入冰醋酸(2毫升)并搅拌1小时。将最后的溶液过滤，固体加到保持在15-20℃并在搅拌的去离子水(800毫升)和甲醇(200毫升)的混合物中。将淤浆搅拌30分钟并过滤。产物经干燥并用去离子水洗直到洗液的导电度低于1微西门子。将化合物在35-40℃的真空炉中干燥直到水含量低于1％。酯化度通过高压液体色谱测定是27％。
实施例4
三-羟基二苯酮(13.5克，0.054摩尔)、2,1,4-重氮萘醌磺酰氯(39.3克，0.14摩尔)、2,1,5-重氮萘醌磺酰氯(4.3克，0.016摩尔)、γ-丁内酯(300毫升)的混合物在25℃轻轻搅拌直到约90％的原料成为溶液。经15分钟在此混合物中加入N-甲基吗啉(3.5克，0.035摩尔和0.22当量的氯化物)和γ-丁内酯(60毫升)的溶液。然后经1小时加入干净的Amberlyst21树脂(80克)同时保持反应温度低于30℃。将反应混合物搅拌1小时。将Amberlyst21树脂滤出。加入冰醋酸(2毫升)并搅拌1小时。将最后的溶液过滤，将固体加到保持在15-20℃并在搅拌的去离子水(600毫升)和甲醇(120毫升)的混合物中。将淤浆搅拌30分钟并过滤。产物经干燥并用去离子水洗直到洗液的导电度低于1微西门子。将化合物在35-40℃的真空炉中干燥直到水含量低于1％。酯化度通过高压液体色谱测定是97％，通过硝酸银试验测定的氯化物总量是17ppm。
实施例5(对比)
三羟基二苯酮(12.5克，0.054摩尔)、2,1,4-重氮萘醌磺酰氯(39.3克，0.14摩尔)、2,1,5-重氮萘醌磺酰氯(4.3克，0.016摩尔)、γ-丁内酯(300毫升)的混合物在25℃轻轻搅拌直到约90％的原料成为溶液。经15分钟在此混合物中加入N-甲基吗啉(18克，0.18摩尔)和γ-丁内酯(60毫升)的溶液。将混合物搅拌1小时，温度保持在30℃。加入冰醋酸(4毫升)并搅拌1小时。将最后的溶液过滤，将固体加到保持在15-20℃并在搅拌的去离子水(600毫升)和甲醇(600毫升)的混合物中。将淤浆搅拌30分钟并过滤。产物经干燥并用去离子水洗直到洗液的导电度低于1微西门子。将化合物在35-40℃的真空炉中干燥直到水含量低于1％。酯化度通过高压液体色谱测定是97％，通过硝酸银试验测定的氯化物总量是100ppm。
实施例6
将对甲酚/甲醛树脂(72克，0.1摩尔)、2,1,5-重氮萘醌磺酰氯(64.6克，0.24摩尔)和丙酮(500毫升)的混合物在25℃轻轻搅拌直到约90％的原料成为溶液。经15分钟在此混合物中加入三乙胺(2.6克，0.026摩尔)和丙酮(500毫升)的溶液．然后经1小时加入干净的Amberlyst21树脂(80克)同时保持反应温度低于30℃。将反应混合物搅拌1小时。将Amberlyst21树脂过滤。加入冰醋酸(2毫升)并搅拌1小时。将最后的溶液过滤，固体加到保持在15-20℃并在搅拌的去离子水(2400毫升)和甲醇(600毫升)的混合物中。将淤浆搅拌30分钟并过滤。产物经干燥并用去离子水洗直到洗液的导电度低于1微西门子。将化合物在35-40℃的真空炉中干燥直到水含量低于1.0％。经高压液体色谱发现树脂被酯化，通过硝酸银试验测定的氯化物总量是70ppm。
实施例7(对比)
将对甲酚/甲醛树脂(25％固体)(225克丙酮和75克，0.1摩尔树脂)、2,l,5-重氮萘醌磺酰氯(64.6克，0.24摩尔)和丙酮(500毫升)的混合物在25℃轻轻搅拌直到约90％的原料成为溶液。经15分钟在此混合物中加入三乙胺(26.0克，0.257摩尔)和丙酮(500毫升)的溶液．将混合物搅拌1小时，保持温度在30℃。加入冰醋酸(4毫升)并搅拌1小时。将最后的溶液过滤，将固体加到保持在15-20℃并在搅拌的去离子水(1200毫升)和甲醇(250毫升)的混合物中。将淤浆搅拌30分钟并过滤。产物经干燥并用去离子水洗直到洗液的导电度低于1微西门子。将化合物在35-40℃的真空炉中干燥直到水含量低于1％。经高压液体色谱发现树脂被酯化，酯化度和实施例6相似，通过硝酸银试验测定的氯化物总量是5000ppm。
实施例8
将对甲酚/甲醛树脂(300克的在丙酮中的25％溶液)和2,1,5-重氮萘醌磺酰氯(64.6克，0.24摩尔)的混合物在25℃轻轻搅拌直到约90％的原料成为溶液。经15分钟内在此混合物中加入三乙胺(2.6克，0.026摩尔和0.1当量的酰氯)和丙酮(50毫升)的溶液。然后经1小时加入干净的Amberlyst21树脂(80克)同时保持反应温度低于30℃。将反应混合物搅拌1小时。将Amberlyst21树脂过滤。将一半的溶液流经200毫升预洗过的Amberlyst15柱，此柱已用丙酮调节过。将此溶液静止1小时并过滤。将过滤的溶液加到保持在15-20℃并在搅拌的去离子水(750毫升)和甲醇(750毫升)的混合物中。将淤浆搅拌30分钟并过滤。产物经干燥并用去离子水洗直到洗液的导电度低于1微西门子。将化合物在35-40℃的真空炉中干燥直到水含量低于1.0％。经高压液体色谱发现树脂被酯化，通过硝酸银试验测定的氯化物总量是11ppm。
实施例9
用23.4％重量的甲酚/甲醛树脂、5.9％重量的连苯三酚/丙酮树脂、6.4％重量的实施例6的光活性化合物、0.0086％重量FC-430(由MN的St.Paul，的3M Center Building 233的3M Co.购得)和64.3％重量的乳酸乙酯制成光刻胶溶液。
光刻胶经旋涂在硅晶片上，并在100℃软烘烤90秒，得到1.2微米厚的薄膜。用G-线分挡器将样品的图象曝光并在100进行后曝光烘烤90秒。样品用AZMIF-32显影剂(由MN 08876的Somerville 70 MeisterAve AZElectronic Materials,Clariant Corp.购得)用87秒喷雾/搅拌21.6℃周期显影。在晶片上得到优质的图象。

Claims (22)

1．通过酯化反应制造高纯度光活性酯化合物的方法，此方法包括：
a)将羟基化合物同卤化物化合物在固体碱性催化剂存在下和在溶剂组合物中反应，其中固体碱性催化剂不溶于溶剂组合物中；
b)将固体碱性催化剂除去；以及
c)分离酯化合物。
2．权利要求1的方法，还包括在a)步中加入相对于酰氯低于1当量的有机胺，其中有机胺溶于溶剂组合物。
3．权利要求2的方法，其中有机胺以相对于卤化物低于0.3当量的浓度加入。
4．权利要求2的方法，其中有机胺以相对于卤化物低于0.2当量的浓度加入。
5．权利要求2的方法，其中胺选自1,4-二氮杂双环[2,2,2]辛烷、N-甲基吗啉、三乙胺和二乙醇胺。
6．权利要求1的方法，其中固体碱性催化剂是阴离子交换树脂。
7．权利要求6的方法，其中在用作催化剂之前，阴离子交换树脂要经清洗以除去杂质。
8．权利要求1的方法，其中在酯化反应结束后经过滤将固体碱性催化剂除去。
9．权利要求1的方法，其中含酰卤的化合物选自2,1,4-重氮萘醌磺酰氯、2,1,5-重氮萘醌磺酰氯、2,1,6-重氮萘醌磺酰氯、3-重氮-2,4-喹啉二酮磺酰氯、3-重氮，2,4-喹啉二酮酰氯、3-重氮，4-氧代香豆素磺酰氯、3-重氮，4-氧香豆素羧基氯以及它们的混合物。
10．权利要求1的方法，其中含羟基的化合物选自酚化合物和羟基脂族化合物。
11．权利要求10的方法，其中酚化合物是多羟基酚化合物。
12．权利要求11的方法，其中多羟基酚化合物选自低聚酚醛树脂、多羟基二苯酮、多羟基苯基链烷、苯枯基酮和苯烷基酮。
13．权利要求1的方法，其中溶剂组合物选自丙酮、丁内酯、丙二醇单甲醚、二噁烷、四氢呋喃和它们的混合物。
14．权利要求1的方法，其中分离步骤包括酯的沉淀、洗涤和干燥。
15．权利要求1的方法，其中在除去固体催化剂和随后用过滤除去之后加入阳离子交换树脂。
16．权利要求1的方法，其中光活性的化合物的氯化物的含量低于100ppm。
17．权利要求2的方法，其中光活性酯化合物的酯化程度大于60％。
18．制造高纯度光敏组合物的方法，此组合物包括下面成分的混合物：
ⅰ)权利要求1的高纯度光活性酯化合物，其量应足以使组合物光敏
化；
ⅱ)成膜树脂；以及
ⅲ)光刻胶溶剂组合物。
19．权利要求18的方法，其中成膜树脂选自酚醛清漆树脂、聚羟基苯乙烯树脂和聚羟基苯乙烯的衍生物。
20．权利要求19的方法，其中光刻胶溶剂选自丙二醇单烷基醚、丙二醇烷基醚醋酸酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乳酸乙酯、3-乙氧基丙酸乙酯和乳酸乙酯的混合物、2-庚酮、3-甲氧基-3-甲基丁醇、醋酸丁酯、苯甲醚、二甲苯、二甘醇二甲醚、乙二醇单乙醚醋酸酯或它们的混合物。
21．权利要求20的组合物还包括一种或多种选自着色剂、流平剂、抗辉纹剂、增塑剂、粘合增进剂、增速剂和表面活性剂的添加剂。
22．通过在适宜的底材上生成图象以制造半导体装置的方法，此方法包括：
a)提供权利要求18的光刻胶；
b)用光刻胶组合物涂布适宜的底材；以及
c)热处理涂布的底材直到除去几乎所有的光刻胶溶剂，将光敏组合物进行图象曝光以及用碱水溶液显影剂将这些组合物的图象曝光区除去。
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